一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统，包括：长波镜头、红外长波探测器以及高动态靶轮系统，长波镜头以及红外长波探测器均设置于高动态靶轮系统内部；其中，高动态靶轮系统包括外框、伺服电机系统以及滤光轮结构；长波镜头用于接收目标红外辐射，以使辐射进入红外长波探测器；滤光轮结构包括多个光谱通道；伺服电机系统带动滤光轮结构按照一定的规律进行旋转，并在每个光谱通道进行停滞，同时向红外长波探测器发送触发信号，以使红外长波探测器实现单波段光谱图像采集。本实用新型专利技术提供的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统结构紧凑简单，单秒能够获得多幅红外长波谱段图像，提高了成效效率。提高了成效效率。提高了成效效率。

【技术实现步骤摘要】
一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统


[0001]本技术属于多光谱成像
，具体涉及一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统。

技术介绍

[0002]红外感知技术在光学遥感、气体监测、夜间行驶和安防等领域都有良好的现实应用和发展前景。红外滤光片作为常用的光谱获取元件，有高度精确的光谱，易于和感光器件结合，方便应用在各种静止、移动、地面和空间使用的红外探测装置上。实际应用环境中，可见光和红外背景干扰明显增加，加上复杂的光电环境，单波段红外成像系统常常会被干扰辐射误导，出现探测不到目标或者虚警的情况。因此，需要发展红外多光谱成像技术，利用目标的多个特征光谱综合判断被探测目标，减少辐射干扰带来的影响，提高探测的准确性。
[0003]目前，红外多光谱成像系统通常采用滤光片型红外成像技术，其主要是通过在成像装置中加入滤光片，利用滤光片通过窄带带通滤波实现单谱段成像。
[0004]然而，现有的红外多光谱成像系统单秒仅能实现单谱段成像，成像效率较低；且现有的红外滤光片存在透过率不高、工作波段辐射信息包含其他波段的杂波等问题，导致多光谱成像并不属于严格意义上的多光谱成像，从而影响成像效果。

技术实现思路

[0005]为了解决现有技术中存在的上述问题，本技术提供了一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统。本技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0006]一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统，包括：长波镜头、红外长波探测器以及高动态靶轮系统，所述长波镜头以及所述红外长波探测器均设置于所述高动态靶轮系统内部；其中，
[0007]所述高动态靶轮系统包括外框、伺服电机系统以及滤光轮结构；所述伺服电机系统设置于所述外框内部，所述滤光轮结构设置于所述外框内部，且与所述伺服电机系统连接；
[0008]所述长波镜头用于接收目标红外辐射，以使辐射进入红外长波探测器；
[0009]所述滤光轮结构包括多个光谱通道；所述伺服电机系统带动所述滤光轮结构按照一定的规律进行旋转，并在每个光谱通道进行停滞，同时向所述红外长波探测器发送触发信号，以使所述红外长波探测器实现单波段光谱图像采集。
[0010]在本技术的一个实施例中，所述伺服电机系统包括控制器、驱动器、电机、机械传动机构；其中，
[0011]所述控制器通过所述驱动器连接所述电机，用于根据上位机的指令信号驱动所述电机进行旋转；
[0012]所述电机通过所述机械传动机构连接所述滤光轮结构，以带动所述滤光轮结构旋转。
[0013]在本技术的一个实施例中，所述伺服电机系统还包括位置传感器；所述位置传感器设置在所述机械传动机构上，且与所述控制器连接，用以检测所述滤光轮结构的位置，并反馈给所述控制器。
[0014]在本技术的一个实施例中，所述控制器内还集成有转速观测模块，用以检测电机的转速，并通过同步模块输出同步信号至所述红外长波探测器。
[0015]在本技术的一个实施例中，所述滤光轮结构包括滤光轮，其为盘状结构，所述滤光轮四周均匀分布有若干凹槽，每个所述凹槽内均嵌有一F
‑
P长波红外滤光片，以形成多个光谱通道。
[0016]在本技术的一个实施例中，所述滤光轮的最大外圆直径为130mm。
[0017]在本技术的一个实施例中，所述长波红外滤光片的有效通光口径为23mm，光谱分辨率小于0.1μm，工作范围为7
‑
12μm。
[0018]在本技术的一个实施例中，所述长波红外滤光片的膜系结构包括：G|HLHL aH LHLH|A；其中，
[0019]G表示基板，其厚度为7～12μm，材料为Ge，折射率为4；
[0020]H表示高反射膜，其材料为Ge，折射率为4；
[0021]L表示低反射膜，其材料为ZnS，折射率为2.17；
[0022]a表示间隔层厚度系数间隔层，以Ge为材料；
[0023]A表示空气。
[0024]本技术的有益效果：
[0025]1、本技术提供的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统结构紧凑简单，无需扫描部件，单秒能够获得多幅红外长波谱段图像，提高了成效效率；
[0026]2、本技术提供的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统通过对长波红外滤光片的膜系结构进行优化，实现了长波光谱工作范围的多通道红外滤光片膜系结构，提高了滤光片的峰值透过率，保证了滤光片的窄带光谱信息的纯度，从而提升了成像效果；
[0027]3、本技术提供的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统采用伺服电机系统与滤光轮结构相结合，不仅使得系统结构紧凑简单，且节约了成本。
[0028]以下将结合附图及实施例对本技术做进一步详细说明。
附图说明
[0029]图1是本技术实施例提供的一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统的实物示意图；
[0030]图2是本技术实施例提供的一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统的外部结构图；
[0031]图3是本技术实施例提供的伺服电机系统的结构框图；
[0032]图4是本技术实施例提供的滤光轮结构图；
[0033]图5是本技术实施例提供的7～12μm长波红外滤光片的实物图；
[0034]附图标记说明：
[0035]1‑
长波镜头，2
‑
红外长波探测器，3
‑
高动态靶轮系统，31
‑
外框，32
‑
伺服电机系统，32
‑1‑
控制器，32
‑2‑
驱动器，32
‑3‑
电机，32
‑
4机械传动机构，32
‑
5位置传感器，32
‑
6转速观
测模块，32
‑
7同步模块，33
‑
滤光轮结构，33
‑1‑
滤光轮，33
‑2‑
长波红外滤光片。
具体实施方式
[0036]下面结合具体实施例对本技术做进一步详细的描述，但本技术的实施方式不限于此。
[0037]实施例一
[0038]请联合参见图1
‑
2，图1是本技术实施例提供的一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统的实物示意图；图2是本技术实施例提供的一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统的外部结构图。
[0039]具体地，该红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统包括长波镜头1、红外长波探测器2以及高动态靶轮系统3，长波镜头1以及红外长波探测器2均设置于高动态靶轮系统3内部；其中，
[0040]高动态靶轮系统3包括外框31、伺服电机系统32以及滤光轮结构33；伺服电机系统32设置于外框31内部，滤光轮结构33设置于外框31内部，且与伺服电机系统32连接；
[0041]长波镜头1用于接收目标红外辐射，将辐射本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统，其特征在于，包括：长波镜头(1)、红外长波探测器(2)以及高动态靶轮系统(3)，所述长波镜头(1)以及所述红外长波探测器(2)均设置于所述高动态靶轮系统(3)内部；其中，所述高动态靶轮系统(3)包括外框(31)、伺服电机系统(32)以及滤光轮结构(33)；所述伺服电机系统(32)设置于所述外框(31)内部，所述滤光轮结构(33)设置于所述外框(31)内部且与所述伺服电机系统(32)连接；所述长波镜头(1)用于接收目标红外辐射，以使辐射进入红外长波探测器(2)；所述滤光轮结构(33)包括多个光谱通道；所述伺服电机系统(32)带动所述滤光轮结构(33)按照一定的规律进行旋转，并在每个光谱通道进行停滞，同时向所述红外长波探测器(2)发送触发信号，以使所述红外长波探测器(2)实现单波段光谱图像采集。2.根据权利要求1所述的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统，其特征在于，所述伺服电机系统(32)包括控制器(32
‑
1)、驱动器(32
‑
2)、电机(32
‑
3)、机械传动机构(32
‑
4)；其中，所述控制器(32
‑
1)通过所述驱动器(32
‑
2)连接所述电机(32
‑
3)，用于根据上位机的指令信号驱动所述电机(32
‑
3)进行旋转；所述电机(32
‑
3)通过所述机械传动机构(32
‑
4)连接所述滤光轮结构(33)，以带动所述滤光轮结构(33)旋转。3.根据权利要求2所述的红外长波伺服滤光轮多光谱成像系统，其特征在于，所述伺服电机系统(32)还包括位置传感器(32
‑
5)；所述位置传感器(32
‑<...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦翰林，张嘉伟，于跃，姚迪，乐子晗，廖昕源，梁毅，冯冬竹，马琳，王石语，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：新型
国别省市：